J URNAL S AINSTEK STT P EKANBARU - V OL . 08 N O . 02 (2020)
Terbit online pada laman web jurnal : http://jurnal.sttp-yds.ac.id

## SAINSTEK
(e-Journal)
|    ISSN (Print) 2337-6910    |    ISSN (Online) 2460-1039    |
Klik di sini dan tuliskan Kategori Artikel

## ANALISA  RANCANGAN  KESEIMBANGAN  MENGGUNAKAN  SENSOR IMU TYPE – MPU6050 PADA QUADCOPTER
, ,
1 Sekolah Tinggi Teknologi Pekanbaru, Jl. Dirgantara, No.4, Pekanbaru, Indonesia
2 Sekolah Tinggi Teknologi Pekanbaru, Jl. Dirgantara, No.4, Pekanbaru, Indonesia
3 Sekolah Tinggi Teknologi Pekanbaru, Jl. Dirgantara, No.4, Pekanbaru, Indonesia

## I NFORMASI A RTIKEL

## A B S T R A C T
Sejarah Artikel: Diterima Redaksi: 26 November 2020 Revisi Akhir: 11 Desember 2020 Diterbitkan Online : 31 Desember 2020
Kontroler  Proporsional  Integral  Deferensial  (PID)  merupakan kontroler  yang  memiliki  stabilitas  yang  baik  dengan  tingkat  error  dan overshoot  yang  kecil. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mencapai  nilai keseimbangan  dan  kehandalan  quadqopter  pada  saat  terbang . Quadcopter yang  dirancang  diputar  oleh  motor  brushless  direct  current  (BLDC)  yang dikontrol  oleh  Arduino. Keluaran  dari  Arduino  berupa  PWM  menjadi masukan untuk penggerak motor, dimana kecepatan keluaran dari motor akan dideteksi  oleh  sensor  MPU-6050.  Setelah  itu  akan  terjadi  pengulangan proses, sampai kecepatan memenuhi nilai set point.
Penentuan  hasil  parameter  kontroler  PID  ini  didapatkan  dengan menggunakan  rumus-rumus  sederhana  dan  proses  trial  and  error.  Dimana hasil parameter kontroler PID diperoleh nilai Kp = 1.3, Ki = 0.05 dan Kd = 15.  Dengan  nilai  Kp,  Ki  dan  Kd  tersebut  sistem  dapat  berjalan  dengan  baik dengan  mempertahankan  kecepatan  putaran  motor  mendekati  setpoint. Hasil pengujian  menunjukkan  bahwa  quadcopter  dengan  pengendali  PID  dapat hovering  dengan  stabil.  Meski  respon  sikap  pada  kondisi  transien  masih memiliki overshoot. Hal ini dapat diatasi salah satunya dengan menggunakan skema pengendali yang kokoh.
K ATA K UNCI
Quadcopter , PID , MPU-6050
K ORESPONDENSI Telepon: "+62 (0761) 61815"
E-mail: fadhlyyy@yahoo.com

## 1. PENDAHULUAN
Quadcopter pertama  kali  dikembangkan  oleh  dua bersaudara  bernama  Louis  Breguet  and  Jacques  Breguet dibawah  bimbingan  Professor  Charles  Richet  pada  tahun 1907  di  Prancis,  yang  mana  mereka  beri  nama  Breguet Richet  Gyroplane  No.1  Breguet-Richet-1907  (Donald Norris,  2014).  Perkembangan Quadcopter terus  berlanjut hingga  saat  ini,  dimana  pesawat  tanpa  awak  atau  dikenal dengan  nama  lain Unnamed  Aerial  Vehicles (UAV). Quadcopter mempermudah pada sistem transportasi udara tanpa awak dengan beban minimum dan daerah yang sulit terjangkau  oleh  manusia.  Awalnya quadcopter banyak dikembangkan  pada  bidang  militer,dan  sekarang  bisa dipelajari  dan  dikembangkan  ke  berbagai  bidang  seperti
pertanian,  keamanan,  area  bencana, weather ,  dan Aerial photography .
Quadcopter terdiri  dari  4 propeller yang  di  putar oleh  4  motor Brushless  Direct  Current (BLDC) yang akan  di  disain  berdasarkan  penggunaanya.  BLDC  motor tidak  menggunakan  sikat  atau brush untuk  kontak pergantian  magnet  tetapi  dilakukan  secara  komutasi elektronis. Terdapat empat gerakan dasar pada quadcopter yaitu  gerakan altitude (throuttle) ,  gerakan sudut (roll,  pitch) ,  dan  gerakan  sudut (yaw) (Subrata, Rosalia H, 2017).
Jika quadcopter ingin dimonitor maka quadcopter harus  dilengkapi  dengan automatic  navigation  system menggunakan Global Positioning System (GPS) .
Penggunaan GPS tentu saja dilengkapi dengan visualisasi koordinat  posisi  yang  akan  mempermudah  pengguna
untuk  memahami  jarak quadcopte r . Hal  yang  terpenting adalah  kendali  keseimbangan  yang  terdapat  pada quadcopter tersebut . Dalam quadcopter sudah  memiliki
controller yang lengkap dengan
gyroscope ,
accelerometer ,  magnetometer,  dan  GPS.  Kelengkapan sensor ini tentu memberikan kemudahan untuk mengendalikan quadcopter .
Salah  satu  rancangan  dasar  suatu quadcopter meliputi  sensor  dan  controller  yang  dapat  mengatur keseimbangan  pergerakan quadcopter .  Yang  mana penggunaaan  IMU  MPU-6050  sensor  dapat  memberikan data  mentah/dasar  keseimbangan,  apabila  di  integrasikan pada quadcopter .  IMU  sensor  yang  memberikan  nilai  X,
Y,  Z  kemudian  direalisasikan  untuk  mendapatkan  sudut roll,  pitch,  dan  yaw.  Dengan  dibantu  penerapan  PID controller dapat  memperhalus  pergerakan,  mempercepat respon,  dan  menghasilkan  keseimbangan.  Penelitian  ini bertujuan  untuk  mencapai  nilai  keseimbangan  dan kehandalan quadqopter pada saat terbang.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Drone Drone atau  pesawat  tanpa awak atau dalam bahasa lainnya  disebut Unmanned  Aerial    Vehicle (UAV) adalah  merupakan  sebuah   wahana  mesin  terbang yang di  kendalikan  dari  jarak  jauh  oleh  pilot  (Bimo  Jati Utomo,2015). Drone mampu  mengendalikan  dirinya sendiri,  menggunakan  hukum  aerodinamika  untuk mengangkat  dirinya  dan  mampu  mengangkat  beban- beban  tertentu.  Dahulu  orang  mengenal drone atau pesawat  tanpa  awak  ini  digunakan  oleh  militer  untuk memata-matai  musuh  di  daerah  konflik.  Namun  karena cara  kerja drone saat  itu  masih  sederhana  maka  tidak sepenuhnya berhasil ada yang terjebak angin dan berubah arah.
2.2 Macam-macam Drone Drone memiliki 2 versi yaitu :
1. Versi  pertama  adalah  dikendalikan  oleh  pilot secara manual dari jarak jauh dengan menggunakan sistem radio kontrol.
2. Versi  kedua  adalah  dikendalikan  secara  otomatis oleh  program  yang  telah  ditentukan  sebelum terbang.
Berdasarkan  baling-baling  terdapat  2  jenis  Drone yaitu :
a. Fixed Wing Drone Jenis Drone ini  adalah  berbentuk  pesawat  biasa yang sering kita lihat dan ini digunakan untuk proses yang cepat  serta  memiliki daya jangkau  yang  lebih  cepat  serta lebih  luas,  biasanya  digunakan  untuk mapping . Drone jenis Fixed Wing memiliki energy lebih irit baterai karena hanya  menggunakan  satu propeller seperti  yang  terlihat pada gambar 2.4.
b. Multicopter Drone Multicopter  Drone ini  memiliki  kestabilan  yang cukup  bagus  dan  mempunyai  daya  angkut  beban  yang besar  sehingga  bagi  pengguna  dapat  mengkolaborasi penggunaan  sesuai  dengan  kebutuhan  seperti  dengan menambahkan  kamera  di  bagian  sisi  tertentu  dari drone tersebut. Gambar 2.2 adalah contoh multicopter drone .
Gambar 2.2 Multicopter Drone
Seiring  kemajuan  teknologi  maka drone juga berkembang dengan beberapa variasi berdasarkan jumlah propeller ,  sehingga  jenis-jenis  drone  ini  dinamai berdasarkan propeller tersebut,  diantaranya  ( Imas  Tri Setyadewi dan Yudha Agung Nugroho (2018), :
1 Tricopter : Drone yang  memiliki  3  motor,  dan  3 propeller .
2 Quadcopter : Drone yang  memiliki  4  motor,  dan  4 propeller .
3 Hexacopter : Drone yang  memiliki  6  motor,  dan  6 propeller .
4 Octacopter : Drone yang  memiliki  8  motor,  dan  8 propeller .
Setelah didapat nama-nama drone sesuai jumlah propeller nya  tersebut,  maka  setiap  penyebutan  nama wahana  tersebut  melekatlah  nama  dari  jumlah propeller tersebut.
2.3 Motor Brushless Direct Current (BLDC) Brushless direct current (BLDC) adalah salah satu dari  sekian  banyak  jenis  motor  yang  umum  digunakan. Sesuai  namanya,  BLDC  motor  yang  tidak  menggunakan sikat  atau brush untuk  kontak  pergantian  magnet  tetapi dilakukan secara komutasi elektronis.
Secara umum motor BLDC terdiri dari dua bagian yaitu, rotor ;  bagian  yang  bergerak  yang  terbuat  dari permanen magnet dan stator; bagian yang tidak bergerak, yang terbuat dari kumparan 3 fasa. Walaupun merupakan motor  listrik synchronous AC  3  fasa,  motor  ini  tetap disebut  dengan  BLDC  karena  pada  implementasinya BLDC  menggunakan  sumber  DC  sebagai  sumber  energi utama  yang  kemudian  diubah  menjadi  tegangan  AC dengan  menggunakan  inverter  3  fasa.  Tujuan  dari pemberian tegangan  AC 3 fasa pada stator BLDC adalah menciptakan  medan  magnet  putar  stator  untuk  menarik magnet  rotor.  Gambar  2.3  merupakan  salah  satu  contoh Motor BLDC yang digunakan pada Quadcopter .
Gambar 2.3 Brushless DC Motor 2.4  IMU ( Inertial Measurement Unit ) IMU  ( Inertial  Measurement  Unit )  merupakan suatu  unit  dalam  modul  elektronik  yang  mengumpulkan
data  kecepatan  angular  dan  akselerasi  linear  yang kemudian  dikirim  ke Central  Processing  Unit (CPU) untuk mendapatkan data keberadaan dan pergerakan suatu benda. IMU terdiri dari kombinasi accelerometer (sensor percepatan)  dan gyroscope (sensor  kecepatan  angular). Accelerometer digunakan  untuk  mengukur  percepatan suatu  benda  dan gyroscope digunakan  untuk  mengukur kecepatan rotasi dari suatu benda.
Inertial  Measurement  Unit (IMU)  sangat berguna  pada  sistem  navigasi  dan  kendali.  IMU  yang terdiri dari dari tiga sensor accelerometer dan tiga sensor gyroscope yang  masing-masing  ditempatkan  pada  tiga sumbu (x, y, dan z) dan saling tegak lurus.
Sensor IMU yang digunakan pada tulisan ini yaitu MPU-6050  yang  mempunyai  6  buah  output,  3  output berupa  nilai  accelerometer  dan  3  output  dari  gyroscope. MPU-6050 juga mempunyai PIN yang digunakan sebagai output  dari  suhu  sekitar.  Berikut  PINOUT  dari  MPU- 6050 :
1) VCC -> +3.3V DC
2) SCL (Serial Clock) untuk I2C clock.
3) SDA (Serial Data) untuk I2C data.
4) XDA -> NC
5) XCL -> NC
6) AD0 untuk output sensor suhu
7) INT untuk Interrupt Arduino
8) Ground . Gambar 2.4 MPU-6050 Module 2.4.1 Sensor Gyroscope Sensor Gyroscope adalah perangkat yang digunakan  untuk  mengukur  atau  mempertahankan orientasi, yang berlandaskan pada prinsip-prinsip momentum  sudut  secara  mekanis.  Pada  dasarnya gyroscope mekanik  berbentuk  seperti  sebuah  roda berputar  atau  cakram  di  mana  poros  bebas  untuk mengambil  setiap  orientasi  seperti  yang  terlihat  pada gambar 2.5.
Gambar 2.5 Gyroscope Mekanik Sensor gyroscope dapat mendeteksi gerakan sesuai gravitasi,  atau  gerakan  pengguna.  Sebelum  digunakan, sensor gyroscope terlebih dahulu dilakukan menggunakan bantuan  bandul  guna mendapatkan  nilai  faktor  kalibrasi. Output dari sensor gyroscope berupa kecepatan sudut dari arah  3  sumbu,  yaitu  sumbu  x  (kanan  -  kiri),  sumbu  y (depan  -  belakang),  dan  sumbu  z  (atas  -  bawah)  seperti yang terlihat pada gambar 2.6 dibawah ini.
Gambar 2.6 Sumbu sudut Gyroscope
2.4.2 Accelerometer
Accelerometer adalah  sensor  yang  digunakan untuk  mengukur  percepatan  atau  perubahan  kecepatan terhadap waktu. Sensor ini dipasang bersama benda yang akan  diukur  akselerasinya,  seperti  mengukur  perubahan kecepatan  roket  yang  meluncur  atau  digunakan  untuk analisis  getaran  ( vibration  analysis )  pada  mesin,  serta digunakan  untuk  mendeteksi  gerak  dan  kemiringan  pada smart  phone. Percepatan  merupakan  suatu  keadaan berubahnya  kecepatan  terhadap  waktu.  Bertambahnya suatu  kecepatan  dalam  suatu  rentang  waktu  disebut percepatan  ( acceleration ).    Namun  jika  kecepatan semakin  berkurang  daripada  kecepatan  sebelumnya, disebut perlambatan ( deceleration) .
Berubahnya  arah  pergerakan  suatu  benda  akan menimbulkan  percepatan  pula.  Untuk  memperoleh  data jarak  dari  sensor accelerometer ,  diperlukan  proses integral ganda terhadap keluaran sensor.
................................ (1)
Proses  penghitungan  ini  dipengaruhi  oleh  waktu cuplik  data,  sehingga  jeda    waktu  cuplik  data  ( dt ) harus selalu  konstan  dan  dibuat  sekecil  mungkin  secara sederhana, integral merupakan luas daerah di bawah suatu sinyal  selama  rentang  waktu  tertentu.  Untuk  lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.7
Gambar 2.7 Proses integral terhadap suatu sinyal
Accelerometer dapat  mendeteksi  status  aktivitas gerakan ( active/inactive ) dengan membandingkan percepatan  /  akselerasi  pada  sumbu  manapun  dengan ambang batas sensitivitas  yang dapat diatur melalui  kode program.  Tersedia  juga  pendeteksi  ketukan  ( tap  sensing ) yang  dapat  mendeteksi  ketukan  tunggal  maupun  ganda pada  berbagai  arah.  Modul  ini  juga  dapat  mendeteksi gerak jatuh bebas ( free-fall sensing .

## 2.5
Electronic Speed Controller (ESC) Electronic  Speed  Controller (ESC)  berperan penting  dalam  proses  pengendalian  kecepatan  dan  arah putar  motor.  Pemilihan  ESC  tergantung  dari  besar  arus maksimal  dari  motor  ESC  dapat  digunakan  dengan spesifikasi arus maksimum 30 amper. Untuk menggerakan propeller BLDC  yang  dikendalikan kumutasinya oleh Electronic Speed Controller ( ESC).

## Gambar 2.8 ESC Motor BLDC
Quadcopter mempunyai dua buah arah motor yang berputar  searah  jarum  jam  ( Clock  Wise )  dan  dua  buah motor  yang  berputar  dengan  berlawanan  arah  jarum  jam ( Counter  Clock  Wise ).  Untuk  mendapatkan  konfigurasi arah  putar  yang  berbeda,  BLDC  hampir  mirip  dengan motor  DC  konvesional  yaitu  mengatur  polaritasnya. BLDC dapat diatur arah putarnya dengan menukar urutan tiga kabel yang dimilikinya, dengan menukar urutan kabel sama saja mengatur urutan komutasinya.
2.6 Pulse Wide Modulation (PWM)
Pulse  Width  Modulation (PWM)  secara  umum adalah  sebuah  cara  memanipulasi  lebar  sinyal  yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda, untuk  mendapatkan  tegangan  rata-rata  yang  berbeda. Aplikasi PWM berbasis mikrokontroler biasanya berupa  pengendalian  kecepatan  motor DC ,pengendalian motor  servo,  pengaturan    nyala  terang  LED  dan  lain sebagainya.
Lebar  pulsa  PWM  berbanding  lurus  dengan amplitudo  sinyal  asli  yang  belum  termodulasi.  Artinya, Sinyal  PWM  memiliki  frekuensi  gelombang  yang  tetap namun duty  cycle ber variasi  (antara  0%  hingga 100%), (Prayogo,R. 2012).
Gambar 2.9 Sinyal PWM dan Rumus (Prayogo,R. 2012).
Perhitungannya  rumus  perhitungan  PWM  dapat dilihat pada persamaan (Prayogo,R. 2012).:
.............................................. (2) .............................................. (3) .......................................................  (4) Dimana : Ton = Waktu Pulsa High Toff = Waktu Pulsa Low D = Duty Cicle adalah lama pulsa high dalam satu periode
Misalkan  suatu  PWM  memiliki  resolusi  8  bit berarti  PWM  ini  memiliki  variasi  perubahan  nilai sebanyak  28  =  256  variasi  mulai  dari  0  –  255 perubahan nilai  yang  mewakili  duty  cycle  0  -  100%  dari  keluaran PWM tersebut.
Gambar 2.10 Persentase Duty Cycle
Dengan cara  mengatur lebar pulsa  “on”  dan “off” dalam  satu  perioda  gelombang  melalui  pemberian  besar sinyal referensi output dari suatu PWM akan didapat duty cycle yang  diinginkan. Duty  cycle dari  PWM  dapat dinyatakan pada persamaan (Prayogo,R. 2012). :
...................... (5)
Duty  cycle 100%  berarti  sinyal  tegangan  pengatur motor  dilewatkan  seluruhnya.  Jika  tegangan  catu  100V, maka  motor  akan  mendapat  tegangan  100V.  Pada duty cycle 50%,  tegangan  pada  motor  hanya  akan  diberikan 50% dari total tegangan yang ada, begitu seterusnya.
Gambar 2.11 Pengontrolan Tegangan Pulsa PWM (Prayogo,R. 2012).
Dengan  menghitung duty  cycle yang  diberikan, akan  didapat  tegangan  output  yang  dihasilkan.  Sesuai dengan rumus yang telah dijelaskan pada persamaan(Prayogo,R. 2012). : ....................... (6) Dimana :
Average  Voltage =  Tegangan  output  pada  motor  yang dikontrol oleh PWM
a = Nilai duty cycle saat kondisi sinyal “on” b = Nilai duty cycle saat kondisi sinyal “off” Vfull = Tegangan maksimum pada motor
2.7 Arduino Uno sebagai Controller
Arduino  uno  adalah  suatu  perangkat prototype elektronik  berbasis  mikrokontroler  yang  fleksibel  dan open  source ,  perangkat  keras  dan  perangkat  lunaknya mudah  digunakan. Board  Arduino  Uno menggunakan mikrokontroler  ATmega328  seperti  yang  terlihat  pada gambar  2.12.  Secara  umum  letak  pin-pin  terminal  I/O pada berbagai board Arduino posisinya sama dengan letak pin-pin  terminal  I/O  dari  Arduino  Uno  yang  mempunyai 14  pin  digital  yang  dapat  diset  sebagai  I/O  ,  6  pin  input Analog.
Gambar 2.12 Board Arduino Uno Perangkat  lunak  yang  ada  pada  Arduino  dipergunakan untuk  membuat  program  yang  menggunakan  bahasa pemrograman  C/C++  yang  akan  dioptimasi.  Pada software Arduino  juga  telah  dilengkapi  tutorial  dan contoh yang dapat dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan, instalasi, dan pengaturan software Arduino.
2.8 Kajian Penulisan
 Maulana  Yusuf,  Adnan  Rafi  Al  Tahtawi, 2017 .
Implementasi  Sisitem  Kendali  Lepas  Landas Quadrotor  Menggunakan  Pengendali  Proporsional Integral  Derivatif  (PID)  yang  penelitiannya membahas  tentang  pengendalian  PID  yang dirancang  untuk  quadrotor  agar  mampu  bergerak vertikal dengan tujuan lepas landas dengan stabil.
 Effendi  Dodi  Arisandi, 2014 .  Penelitiannya membahas  tentang  Kemudahan  Pemrograman Mikrokontroller  Arduino  Pada  Aplikasi  Wahana Terbang dengan system open source.
 Ryan Nathanael Soenjoto Widodo, Petrus Santoso, Handry Khoswanto, 2013 . Pada kajiannya membahas  Aplikasi  Android  Untuk  Remote Control  Quadcopter  aplikasi  Android  untuk mengontrol quadcopter buatan  Parrot  yang memiliki  empat  motor  penopang,  yaitu  AR.Drone 2.0. Berdasarkan pengujian aplikasi dapat mengontrol  AR.Drone  2.0  dengan  memanfaatkan layar  sentuh  dan  sensor accelerometer dengan baik.

## 3 METODOLOGI
Spesifikasi quadcopter yang  akan  digunakan memiliki  komponen  motor brushless ,  ESC, propeller, frame, baterai, remote  turnigy, sensor MPU-6050  dan arduino  uno.  Dimana  untuk  mengontrol  motor brushless diperlukan  metode  PID  dengan output PWM  untuk mengatur  kecepatan  motor,  sehingga  perputaran  motor dapat  dikendalikan  dengan  stabil.  Tabel  3.1  bentuk perputaran  motor  dan  pergerakan  quadcopter  yang  akan dirancang.
Tabel 3.1 Tabel pergerakan quadcopter
Pada  gambar  3.2  berikut  ini  juga  merupakan perancangan  yang  berupa  blok  diagram  terdiri  dari  blok masukan catu daya, sensor, sinyal RC, blok proses berupa arduino  dan  blok  keluaran  berupa  ESC  dan  motor brushless.
Gambar 3.1 Blok diagram sistim pada quadcopter
Gambar 3.2 Skematik Quadcopter
Pada  tahapan  ini  menggunakan  100ystem  C  yang digunakan  sebagai  100ystem  pemograman  untuk  di upload ke  100ystem100  uno,  dengan  menggunakan analisa logika PID dan menggunakan software 100ystem100  IDE.  Berikut  merupakan flowchart dari 100ystem quadcopter yang akan dirancang :
Gambar 3.3 Rancangan Flowchart Quadcopter
3.1 Rancangan Propotional  Integral  Differential
(PID) controller
Propotional  Integral  Differential (PID) controller merupakan  suatu  metode  yang  digunakan  untuk mengurangi error pada  sistem  antara  keadaan  yang diinginkan  dengan  keadaan real  time. Bagian-bagian
kontroler  PID  berupa  P,  I,  D  masing-masing  bertujuan untuk mempercepat reaksi sebuah sistem dan meminimalkan error.

## Gambar 3.4  Sistem Kerja PID
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Perancangan Hardware
Berikut  merupakan  sketsa  desain  dari quadcopter yang dibangun.

## Gambar 4.1 Desain Quadcopter
Dari  gambar  4.1  menjelaskan  bahwa  gambaran  umum desain quadcopter terdiri  dari  4  buah propeller yang dipasang  pada  4  buah  motor  dengan  masing-masingnya diatur  dengan  arah  yang  berbeda  yaitu,  2  buah propeller diatur  sebagai  perputaran  searah  jarum  jam  (CW)  dan  2 buah propeller diatur sebagai perputaran berlawanan arah jarum jam (CCW).

## 4.2 Pengujian  dan  Hasil  nilai  sudut  pada  sensor MPU-6050 dengan sumbu X, Y, Z
Pada  tahap  pengujian  ini  dilakukan  proses pengambilan  data  dengan  variasi  pergerakan  sebagai berikut:
Gambar 4.7 Sumbu pada sensor MPU-6050
Pada  gambar  4.7  menunjukan  tiap-tiap  sumbu yang terdapat pada sensor MPU-6050 yaitu sumbu X, Y, dan  Z.  Pada  kondisi  sumbu  X+ quadcopter mengalami kemiringan ke kanan, pada kondisi sumbu X- quadcopter mengalami  kemiringan  ke  kiri,  pada  kondisi  Y+ quadcopter menghadap  ke  atas,  pada  kondisi  Y- quadcopter menghadap  ke  bawah,  pada  kondisi  Z+
quadcopter berotasi  ke  kanan,  pada  kondisi  Z- quadcopter berotasi ke kiri.
Tabel 4.1 hasil Data quadcopter diam No Y X Z 1  Pitch: -0 Roll: 0 Yaw: -0 2  Pitch: -0 Roll: 0 Yaw: -0 3 Pitch: 0 Roll: 0 Yaw: -0 4 Pitch: 0 Roll: -0 Yaw: -0 5 Pitch: 0 Roll: -0 Yaw: -0 6 Pitch: 0 Roll: 0 Yaw: -0 7 Pitch: 0 Roll: 0 Yaw: 0 8  Pitch: -0  Roll: -0 Yaw: 0 9 Pitch: 0 Roll: 0 Yaw: -0 10  Pitch: 0 Roll: 0 Yaw: 0 11  Pitch: 0 Roll: -0 Yaw: -0
Gambar 4.8 Data sensor MPU-6050 pada kondisi diam
Pada  gambar  4.8  menunjukan  pengambilan  data sensor  MPU-6050  dalam  kondisi quadcopter diam,  data tersebut  diambil  menggunakan  serial  monitor  pada arduino IDE.
Gambar 4.9 Data Grafik sensor MPU-6050 pada kondisi
diam
Dari  gambar  4.9  menjelaskan  mengenai  sensor  MPU- 6050  masih  dalam  keadaan  stabil  dan  belum  mengalami kemiringan .
4.3 Pengaruh  perubahan  nilai  X,  Y,  Z  pada  sensor MPU-6050  t erhadap pulsa  motor brushless saat kondisi diam.
A. Pengujian  dengan  pemberian  variasi  nilai  PID pada sumbu X Gyro input X = 0
Kp = 1.3 Ki = 0.05 Kd = 15 Setpoint = 0
Error = gyro input X - Setpoint Error = 0 - 0 = 0 Last error = error PID output = Kp x error + Ki x error + Kd (error – last error) PID output = 1.3 x 0 + 0.05 x 0 + 15 x (0 - 0)
PID output = 0
B. Pengujian  dengan  pemberian  variasi  nilai  PID pada sumbu Y Gyro input Y = 0 Kp = 1.3 Ki = 0.05 Kd = 15 Setpoint = 0 Error = gyro input Y - Setpoint Error = 0 - 0 = 0 Last error = error PID output = Kp x error + Ki x error + Kd (error – last error) PID output = 1.3 x 0 + 0.05 x 0 + 15 x (0 - 0) PID output = 0
C. Pengujian  dengan  pemberian  variasi  nilai  PID  pada sumbu Z Gyro input Z = 0 Kp = 2 Ki = 0.02 Kd = 0.1 Setpoint = 0 Error = gyro input Z - Setpoint Error = 0 - 0 = 0 Last error = error PID output = Kp x error + Ki x error + Kd (error – last error) PID output = 2 x 0 + 0.02 x 0 + 0.1 x (0 - 0) PID output = 0 Pulsa untuk Esc 1 (Depan_kanan - CCW) Pulsa awal Throttle = 1150 ESC_1 = Throttle - PID_output_Y + PID_output_X - PID_output_Z ESC_1 = 1150 - 0 + 0 - 0 = 1150 Pulsa untuk Esc 2 (Belakang_kanan - CW) ESC_2 = Throttle + PID_output_Y + PID_output_X+ PID_output_Z ESC_2 = 1150 + 0 + 0 + 0 = 1150 Pulsa untuk Esc 3 (Belakang_kiri - CCW) ESC_3 = Throttle + PID_output_Y – PID_output_X - PID_output_Z ESC_3 = 1150 + 0 - 0 - 0 = 1150 Pulsa untuk Esc 4 (Depan_kiri - CW) ESC_4 = Throttle - PID_output_Y – PID_output_X + PID_output_Z ESC_4 = 1150 - 0 - 0 + 0 = 1150
Pada  perhitungan  diatas  dapat  disimpulkan  bahwa ketika  nilai  X,  Y,  Z  pada  sensor  MPU-6050  tidak mengalami  perubahan  maka  nilai  PID  tidak  akan memberikan  perubahan  pada  nilai  pulsa  yang  diterima oleh ESC yang berfungsi untuk memutar motor brushless , pada kondisi ini pulsa untuk memutar motor masih dalam kondisi diam .
4.4  Data  sensor  MPU-6050  pada  kondisi  quadcopter hidup .
Dari  tabel  4.2  berikut  dapat  disimpulkan  bahwa  masing- masing  nilai  pada  sumbu  X,  Y,  Z  yang  telah  bernilai variatif  maka  dapat  dipastikan  Quadcopter  telah  mulai hidup.
Tabel 4.2 Data quadcopter hidup
Gambar 4.10 Data sensor MPU-6050 pada kondisi hidup
Gambar  4.11 Data  Grafik  sensor  MPU-6050  pada kondisi hidup
4.5 Data sensor MPU-6050 pada kondisi quadcopter terbang.
Dari  tabel  4.3  berikutnya  dapat  pula  disimpulkan bahwa  masing-masing  nilai  pada  sumbu  X,  Y,  Z  yang memiliki  nilai  cukup  bervariasi  hingga  signifikan  maka dapat dipastikan Quadcopter dapat terbang dengan cukup baik.
Tabel 4.3 data Quadcopter kondisi terbang
Gambar 4.12Data sensor MPU-6050 pada kondisi terbang

## Gambar 4.13 Data Grafik sensor MPU-6050 pada kondisi terbang
4.6  Pengaruh  perubahan  nilai  X,  Y,  Z  pada  sensor MPU-6050  terhadap  pulsa  motor  BLDC  saat kondisi terbang.
A.  Pengujian  dengan  pemberian  variasi  nilai  PID  pada sumbu X
Gyro input X = 26
Kp = 1.3 Ki = 0.05 Kd = 15
Setpoint = 0 Error = gyro input X - Setpoint Error = 26 - 0 = 26 Last error = error
PID output = Kp x error + Ki x error + Kd (error  - last error)
PID output = 1.3 x 26 + 0.05 x 26 + 15 x (26--26) PID output = -35.1
B.  Pengujian  dengan  pemberian  variasi  nilai  PID  pada sumbu Y
Gyro input Y = 2
Kp = 1.3 Ki = 0.05 Kd = 15
Setpoint = 0 Error = gyro input Y - Setpoint Error = 2 - 0 = 2
Last error = error
PID output = Kp x error + Ki x error + Kd (error  - last error)
PID output = 1.3 x 2 + 0.05 x 2 + 15 x (2-2)
PID output = 2.7
C.  Pengujian  dengan  pemberian  variasi  nilai  PID  pada sumbu Z Gyro input Z = 0
Kp = 2 Ki = 0.02 Kd = 0.1
Setpoint = 0
Error = gyro input Z - Setpoint
Error = 0 - 0 = 0
Last error = error
PID  output  =  Kp  x  error  +  Ki  x  error  +  Kd  (error- last error) PID output = 2 x 0 + 0.02 x 0 + 0.1 x (0-0) PID output = 0 Pulsa untuk Esc 1 (Depan_kanan - CCW)
Pulsa awal Throttle = 1150
ESC_1  =Throttle  -  PID_output_Y  +  PID_output_X - PID_output_Z
ESC_1 = 1150 - 2.7 + (35.1) - 0 = 1182.4 Pulsa untuk Esc 2 (Belakang_kanan - CW)
ESC_2 = Throttle + PID_output_Y + PID_output_X + PID_output_Z ESC_2 = 1150 + 2.7 + (35.1) + 0 = 1187.8 Pulsa untuk Esc 3 (Belakang_kiri - CCW) ESC_3 = Throttle + PID_output_Y - PID_output_X - PID_output_Z ESC_3 = 1150 + 2.7 - (35.1) - 0 = 1117.6 Pulsa untuk Esc 4 (Depan_kiri - CW) ESC_4  = Throttle  -  PID_output_Y  -  PID_output_X + PID_output_Z ESC_4 = 1150 - 2.7 - (35.1) + 0 = 1112.2 Pada  perhitungan  diatas  dapat  disimpulkan  bahwa  ketika nilai  X  lebih  besar  dari  Y,  pada  sensor  MPU-6050 mengalami perbedaan dan perubahan maka nilai PID akan memberikan  perubahan  pada  nilai  pulsa  yang  diterima oleh ESC yang berfungsi untuk memutar motor brushless, pada  kondisi  ini  pulsa  untuk  memutar  motor  ESC  3  dan ESC  4  makin  lambat  dan  masih  dalam  kondisi  pelan sehingga  terlihat  motor  brushless  bergerak  pelan.  Motor yang  paling  cepat  berputar  adalah  ESC  1  dan  2,  karena sudut kemiringan terlalu miring kearah kanan X+ dengan nilai sudut 35.1 dan sensor MPU-6050 berusaha mencapai titik setpoint secara perlahan.
Dapat  disimpulkan  bahwa  semakin  besar perubahan  sudut  sensor  MPU-6050  maka  akan  semakin cepat  dan  besar  pulsa  yang  diberikan  kepada  ESC, sehingga dengan pemberian pulsa berdasarkan kemiringan  tersebut  dapat  mengontrol  perputaran  motor brushless  agar  dapat  mencapai  titik  keseimbangan  yang baik.  Dan  sebaliknnya  semakin  kecil  perubahan  sudut sensor  MPU-6050,  maka  pulsa  yang  dikirimkan  ke  ESC semakin sedikit dan menyebabkan putaran motor lambat.

## 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Pada  penelitian  ini  telah  didapatkan  rancangan desain quadcopter menggunakan arduino uno  untuk  nilai keseimbangan  mengacu  pada  parameter pith , roll ,  dan yaw dapat  mencapai  kestabilan  dan  berusaha  mencapai setpoint  yaitu  nilai  0.  Dengan  pengujian  keseimbangan quadcopter dengan  mengaplikasikan  PID  kontroller dimana  parameter  kontroler  PID  dengan  nilai  Kp  =  1.3, Ki = 0.05 dan Kd = 15 didapat berdasarkan trial dan error yang dilakukan, sehingga respon keseimbangan qoadcopter yang dikirimkan sensor IMU sangat baik dan cepat.  Itu  teridentifikasi  dangan  data  keseimbangan  yang terekam.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Donald Norris, 2014. Build Your Own Quadcopter . New York: Mc Graw Hill Education.
[2] Heri  Andrianto  &  Aan  Darmawan,  2016. Arduino belajar  cepat  dan  Pemrograman .  Bandung: Informatika.
[3] Abdul Kadir, 2012. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi  Mikrokontroler  dan  Pemrogramannya Menggunakan Arduino . Yogyakarta: Andi Offset.
[4] Subrata, Rosalia H, 2017. Perancangan Pengendalian  PID  untuk  Gerakan  Picht  dan  Roll pada  Quadcopter. ISSN  1412-0372.  Malang: Universitas Trisakti.
[5] Jati  U,  Bimo,  2016.  Rancang  bangun  UAV ( Unmaned Aerial Vehicle ) model quadcopter dengan menggunakan algoritma propotional  integral  derivative .  ISSN  2442-5826. Bandung: Universitas Telkom.
[6] Laksono, Heru Dibyo, 2015. Metoda-
Metoda  untuk  Analisa Kestabilan Sistem Kendali dengan Matlab. Padang: Andalas university press.
[7] ambabu,  S,  2007. Modeling  And  Control  Of  A Brushless Dc Motor .
[8] Imas Tri Setyadewi dan Yudha Agung Nugroho (2018), ANALISIS  PEMILIHAN  PROPELLER MESIN  PESAWAT  TANPA  AWAK  LSU  03 (PROPELLER ENGINE
SELECTION
ANALYSIS FOR UNMANNED AIRCRAFT LSU
03), Majalah Sains dan Teknologi Dirgantara Vol.
13 No. 1 Juni 2018:23-30
[9] Christin  P.R.  Tuuk,  Vecky  C.  Poekoel,  Jane Litouw  (2018),  Implementasi  Pengendali  PID
Untuk  Kestabilan  Posisi  Terbang  Wahana  Tanpa Awak, Jurnal Teknik Elektro dan Komputer Vol. 7 No.
1 (2018), ISSN : 2301 - 8402
[10] Bimo  Jati  Utomo¹  (2015),  RANCANG  BANGUN UAV  (UNMANNED  AERIAL  VEHICLE) MODEL QUADCOPTER  DENGAN  MENGGUNAKAN ALGORITMA  PROPORTIONAL  INTEGRAL DERIVATIVE , e-Proceeding of Applied Science : Vol.1,  No.1  April  2015  |  Page  57,  ISSN  :  2442- 5826